机械原理课程设计

课程设计。

课程名称机械原理。

学院：机械工程学院专业：机械制造

姓名：姚必根学号： 1008030317

年级： 2010级任课教师：戴明。

2024年1月18日

序。机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中的一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面，起着十分重要的作用。

机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结果尺寸、力与能量的传动方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为制造依据的工作过程。其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等设计内容是机械原理课程的教学内容。

机械设计的努力目标是：在各种限定的条件下（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等），按具体情况权衡轻重、统筹兼顾，设计出具有最优综合技术经济效果的机械，即作出优化设计。

关键词：机构传动分析。

机构结构设计。

曲柄滑块。凸轮。

课程任务设计书。

贵州大学机械工程学院。

题号12自动打印机设计。

一、工作原理及工艺动作过程。

在某商品包装好的纸盒上，为了某种需要而在商品上打印一种记号。它的主要动作有三个：送料到达打印工位，然后打印记号，最后将产品输出。

二、原始数据和设计要求。

1）纸盒尺寸：长100～150mm、宽70～100mm、高30～50mm。

2）产品重量：5～10n；

3）自动打印机的生产率：80次/min；

4）要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于制造加工。

三、设计方案提示。

1）实现送料——夹紧功能的机构可以采用凸轮机构或有一定停歇时间的连杆机构。当送料、夹紧机构的执行构件将产品推至指定位置，执行构件停止不动，维持推紧力(前有挡块挤压)，待打印机构执行件打完印记后，被推走。

2）实现打印功能的机构可以采用平面连杆机构或直动(摆动)凸轮机构。

3）实现输出功能的机构可以采用与送料、夹紧机构相类似的机构。为简化结构，可考虑固定定位挡块，而将输出运动与送料运动的方向互相垂直。

4）自动打印机系统采用一个电机驱动主轴控制三个机构的执行构件完成各自的功能运动，如何将三个执行机构的主动件均固定在主轴上而达到设计要求是需要认真考虑的。

四、设计任务。

1）按工艺动作要求拟定运动循环图；

2）进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的选型；

3）机械运动方案的评定和选择：(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

4）按选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图；

5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

6）绘制系统机械运动方案简图；

7）对执行机构进行运动分析，画出运动线图；

8）编写设计计算说明书。

第一节电动机的选择7

第二节功能原理设计10

第三节功能分解及工艺过程分解11

1. 功能分解11

2. 功能原理的工艺过程分解12

第四节根据工艺过程确定执行构件的运动形式………13

第五节机构系统运动转换功能图13

第六节根据执行构件的运动形式选择机构14

第七节创建机械系统运动方案14

1. 传动装置的选择与比较15

1.1 传动装置的类型及特点15

1.2 确定传动方案及确定原因16

2. 机械系统运动方案的拟定与优选17

2.1 备选方案17

2.1.1 送料机构17

2.1.2 定位机构20

2.1.3 打印机构23

2.1.4 输出机构26

2.2 确定最终传动方案及确定原因28

3. 机构系统运动方案转换功能表29

第八节尺寸参数计算并创建机械系统运动方案………30

1. 尺寸参数计算30

1.1 打印纸盒30

1.2 传动装置参数30

1.3 送料机构31

1.4 打印机构33

1.5 定位机构（输出机构33

2. 机械系统运动方案34

第九节拟定运动循环图及运动分析35

1. 运动循环表35

2. 运动循环图35

3. 运动分析（送料机构36

附录37设计总结45

致谢46参考文献47

第一节电动机的选择。

电动机是机械系统中的驱动部分，它为系统提供能量或动力，并将能量转换为系统需要的运动形式——转动，是机械系统中必不可少的，在机械系统方案中必须根据系统的特点、考虑和选择合适的电动机。

对于驱动自动打印机工作的电动机的参数和性能的选择，我们应考虑到以下因素：

考虑到现场能源的**情况，有电源的情况下，应尽可能选择电力驱动，因为它的成本低，控制操作方便，机械活动范围广；

考虑到原动件的机械特性和工作制度与工作机相匹配，电动机根据打印机在工作的频繁程度选取相应的工作制度（fc=15%~60%）；

打印机对电动机提出启动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面的要求，需要保证打印头和加紧机构运转平稳；

考虑到工作环境的因素，应防爆、防尘、防腐蚀；

电动机应工作可靠、操作简单、维修方便；

为了提高机械系统的经济效益，选择电动机应考虑经济成本，电动机的额定功率必须满足负载需要，但也不能过大。对电动机来说所选电动机功率过大造成功率因素过低也是不经济的。

常用电动机的结构特性、优缺点及应用范围见表1.1

表1.1根据各种电动机特点和应用范围，以及设计的自动打印机的结构特点，工作环境等各方面的综合因素，我们选择的电动机及其参数如下表1.2

表1.2第二节功能原理设计。

自动打印机的工作原理图如图2.1所示：

图2.1此系统有送料机构1、定位机构、打印机构3-4-5-6、纸盒输出机构和减速传动机构等组成，由电动机驱动主轴上的几个执行机构，完成送料、定位、打印和送出的任务。电动机输出的转速经过减速机构将轴的转速减到主轴上执行机构需要的转速，再将轴的旋转运动通过不同的机构转换成各个执行构件所需的运动。

如：通过曲柄滑块机构将转轴的旋转运动转换成曲柄滑块中滑块的往复移动，从而达到送料的功能；通过直动滚子推杆盘形凸轮机构将转轴的旋转运动转换成推杆的间歇往复移动，从而实现定位和送出两个功能；通过凸轮机构将转轴的旋转运动转换成推杆的间歇往复移动，从而实现打印功能；自动打印机的打印功能就是通过这些机构完成的。

第三节功能分解及工艺过程分解。

1.功能分解：

为了实现在纸盒上自动打印记号的总功能，可将总功能分解为如下功能：

1 纸盒送到打印机的工位的功能；

2 纸盒在打印工位定位功能；

3 纸盒的打印功能；

4 纸盒打印后输出功能；

其功能逻辑图如3.1所示：

图3.12.功能原理的工艺过程分解：

1 纸盒送到打印机的工位的功能：用偏置曲柄滑块中滑块的往复移动，来实现送料的功能。如图3.2所示。

图3.22 纸盒在打印工位定位功能：直动滚子推杆盘形凸轮机构的推杆的间歇往复移动，来实现定位功能。

3 纸盒的打印功能：通过凸轮机构的推杆的间歇往复移动，从而实现打印功能。

4 纸盒打印后输出功能：直动滚子推杆盘形凸轮机构的推杆的间歇往复移动，从而实现送出功能。

图3.3能实现定位、打印和输出功能。

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